专利名称：一种平面型数控加工操作装备的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种平面型数控加工操作装备，具体地说是为大范围切削加工、各种产 业操作提供一种新型高效的数控装置。
背景技术：
工业上往往需要各种结构简单、制造成本低的大范围平面型数控操作，例如大范围金 属切削加工、焊接、非金属材料切割、测量、喷涂、雕刻等作业，己有的串联机器人操作 手结构复杂、刚性差、动态响应性能差，而一般的并联操作手，包括二滑块在同一导轨上 的各种二自由度平面操作手(如专利申请文献200420083801.0200710177514.4)， 工作空间小，为此，需要发明提供结构简单、操作容易、制造成本低的大范围作业平面型 数控加工操作方法及其装备。
发明内容
本发明的目的是要发明一种大范围作业数控型加工操作装备，它主要由二个固定导 轨、二个滑块、二个连杆、末端操作器、作业平台以及机架等组成，二个连杆在内端用转 动副连接后，其二外端分别与二个滑块用转动副连接，而二个滑块与二个固定导轨分别构 成移动副，末端操作器固定于一个连杆上。其中，二个固定导轨平行布置在同一铅垂面内， 且二个连杆长度相等；作业平台位于二导轨之间；该装置的优点是结构简单、制造容易、 操作简便，能实现各种大范围数控加工与产业操作。
附图1为本发明的一种实施例结构的三个视图示意图。
附图2为本发明的实施例的平面操作原理图。
附图3为本发明的实施例的平面操作工作空间示意图。
具体实施方式
附图1为本发明用于平面型大范围加工操作的一个实施例，它由二个固定导轨KK'与 LL'、 二个滑块S与T、 二个连杆AB与BC、末端操作器P、作业平台M以及机架Q等 组成，二个连杆AB、 BC在其内端B处用转动副连接后，其二外端A、 C分别与二个滑 块S、 T用转动副连接，而二个滑块S、 T与二固定导轨KK'、 LL'分别构成移动副，末端 操作器P固定于一个连杆BC上，二个固定导轨KK'、 LL'布置于垂直方向相距Lo的同一 铅垂面内，二端K、 K'与L、 L'分别用机架Q支撑，二个连杆长度BC与AB必须等长， 即BC=AB，且作业平台M的高度位置也必须位于二固定导轨之间。 其工作原理可按如图2 (a) ~图2 (g)所示的流程这样阐述
1) 当构型A-B-C三点顺时针布置时，控制二滑块S、 T，取不同的速度Vs、 Vt吋， 连杆BC上末端操作器P的作业轨迹曲线mm'为左上凸向，如图2 (a)所示；
2) 当控制二滑块S、 T的速度相等，即V^Vt吋，则末端操作器P历经长距离直线 轨迹m'm'，直线轨迹m'm'离开平行导轨KK' (LL')的距离，取决于二连杆之间的夹角 0 (定义为从连杆AB逆时针绕至连杆BC之间的夹角)，当0=0°时为最大，即 /max=AB+BP，如图2 (b)所示；
3) 当0=0°即连杆AB与BC杆重叠共线时，如图2 (b)所示，通过控制二滑块S、 T左右交错位置，可实现从X"Y!区域(图3)上的构型A-B-C顺时针布置(图2 (a)), 转换为Y,OX2区域(图3)上的A-B-C逆时针布置，如图2 (c)所示，继续控制二滑块S、 T，取不同的速度Vs、 Vt吋，从而使末端操作器P的作业轨迹曲线m'm为右上凸向，这 样该装备能在以XrO-X2为轴线的整个上半部作业区域内完全工作，如图3所示；
4) 当9=180° ，即连杆AB与BC杆拉直共线时，如图2 (d)所示，在此位置上通 过控制连杆AB或BC，使其越过重叠线A—B—C至下半部，为的使该装备能在以X,-0-X2 为轴线的下半部作业区域(图3)内工作；
5) 此时，如图2 (e)，构型A-B-C三点顺时针布置，同样地，控制二滑块S、 T的速 度，分别当Vs^VT时，使末端操作器P的作业轨迹曲线皿'为右下凸向；当V^Vt吋， 历经长距离直线n'n'，直线轨迹n'n'离开平行导轨KK' (LL')的最大距离为AB+BP，如图2 (f)所示，9 =360°，此时，二连杆AB、 BC再次重叠共线，在此位置上可控制二滑 块S、 T再次左右交错位置，完成从X20Y2区域上的构型A-B-C顺时针布置(图2 (e) 所示)，转换为X"Y2区域上的构型A-B-C逆时针布置，最后实现轨迹曲线n'n为左下凸 向，如图2(g)所示，这样，该装备又实现了在以XH3-X2为轴线的整个下半部作业区域 内的完全作业工作，如图3所示。
于是，按从图2 (a) ~图2 (g)的上述操作原理和流程，该装备可实现一个较大工作 空间的作业平面区域，如图3所示。
上述二个实施例中的末端操作器P可以是切削铣刀、钻头、割刀、刻刀，又可以是测 量头、喷枪、焊枪等；驱动二个滑块S、 T作直线运动的既可以是滚珠丝杠、同步带、直 线电机或数字式液气压推杆等直线运动装置。
综上可知，该装置结构简单、制造容易，操作方便，为一种适合于大范围加工、各种 产业操作的新型高效数控装置。
权利要求
1.一种平面型数控加工操作装备，由二个固定导轨(KK′、LL′)、二个滑块(S、T)、二个连杆(AB、BC)、末端操作器(P)、作业平台(M)以及机架(Q)等组成，二个连杆(AB、BC)在其内端(B)用转动副连接后，其二外端(A、C)分别与二个滑块(S、T)用转动副连接，而二个滑块(S、T)与二个固定导轨(KK′、LL′)分别构成移动副，末端操作器(P)固定于一个连杆(BC)上，其特征是所述二个固定导轨(KK′、LL′)平行布置于垂直方向相距L0的同一铅垂面内，所述作业平台(M)的高度位置位于二固定导轨(KK′、LL′)之间。
2. 按权利要求1所述的平面型数控加工操作装备，其特征是所述的二个连杆(AB、 BC) 是等长的。
全文摘要
一种平面型数控加工操作装备，由二个固定导轨、二个滑块、二个连杆、末端操作器、作业平台以及机架等组成，二个连杆在其内端用转动副连接后，其二外端分别与二个滑块用转动副连接，而二个滑块与二个固定导轨分别构成移动副，末端操作器固定于一个连杆上；其中，二个固定导轨平行布置于垂直方向相距L<sub>0</sub>的同一铅垂面内，作业平台的高度位置位于二固定导轨之间，且二个连杆是等长的。该装置结构简单、制造容易，操作简便，为一种能大范围加工、操作的新型高效数控装置。
文档编号B23Q1/26GK101612704SQ20091018131
公开日2009年12月30日 申请日期2009年7月17日 优先权日2009年7月17日
发明者磊 丁, 刘善淑, 伟 朱, 菊 李, 沈惠平, 蒋益新, 邓嘉鸣, 陆雁翎, 陈建彬 申请人:江苏工业学院